汽車防自燃裝置的設計

侯淑雅 楊凡

摘要

近幾年，隨著人們對汽車的需求量的增加，關于汽車安全方面同時也出現了一系列的問題。其中汽車自燃事件高頻率的發生，顯著的提高了社會關注度，所以如何預防和減少汽車自燃事件的發生也就更加重要。本文通過對汽車自燃特性的研究和滅火劑的分析，用自動檢測裝置和滅火器裝置結合的方法，達到對汽車自燃的迅速檢測和滅火的目的，可以有效的解決因為人為忽略和起火后期處理不當從而引發更大火災的問題。

【關鍵詞】汽車自燃 感煙探測器 滅火裝置

1引言

近幾年，汽車自燃火災事故頻繁發生，目前防治此類事件的主要手段是在車內放置手提式滅火器，但是期間需要大量的反應時間。因此為了更加有效的防治汽車自燃火災事件，本設計利用氣溶膠滅火器和探測器結合，設計一種適用于汽車發動機艙的自動滅火系統，完成汽車自燃初期迅速高效的檢測和抑制。該裝置體系簡明、生產成本較低，推廣應用價值大。

1.1選題的目的和意義

汽車自動滅火裝置的目的旨在對因車輛自燃引起的周邊環境變化可以用最快的速度做出反應，完成自動滅火，有效的改進汽車自燃引起的生命財產損失和難以拯救的局勢，最大程度的保證生命財產安全。汽車發動機自燃現象發生廣泛，隨著汽車生產技術的進步，解決汽車自燃問題是提升汽車自身價值的緊要方法，同時也為廣大汽車用戶的安全提供了可靠的保證，掌握車載氣溶膠滅火裝置開發技能對于汽車制造業和國家運輸業具有重要的意義。

1.2國內外實施現狀

近年來汽車自燃事故發生頻率較高，危害巨大，且呈逐年增長趨勢，一定程度上引起了人們的重視和關注，但大多停留在原因分析和管理層面。

發達國家對汽車自燃的研究起步較早，美國早在1980年就開始研究汽車自燃滅火系統，該系統能實現可靠地進行火災探測和滅火劑噴射等功能。目前關于車用滅火裝置就只是簡單的在后備箱放一個手動的干粉滅火器，當今私家車開始普遍進入人們的生活，解決車輛自燃問題的滅火裝置也更受關注。

根據市場調研，車載自動滅火裝置主要包括兩部分：自動噴射系統和滅火劑。自動噴射系統的主要部件是自動爆破裝置。目前自動滅火裝置及系統廣泛應用在煙草儲存加工房倉、實驗室設備、易燃易爆等場所，所以本文根據這些現有的自動滅火裝置的系統，對車載滅火裝置進行進一步的研究。

2設計思路

目前車用滅火設備大多是需手動啟動的干粉滅火器，啟動后進行噴射，噴射過程中，可能會由于開啟發動機蓋而增加氧氣量，從而加大自燃的程度，甚至造成二次復燃現象。而本設計中的自動滅火裝置通過感煙探測器對煙霧濃度的探測從而通過單片機的信號傳輸發出聲光報警，同時在第一時間啟動氣溶膠滅火裝置，對即將發生火焰的部位噴射滅火粒子，從而起到抑制自燃的發生的效果。在覺察到發動機艙自燃的時刻，駕駛員到達后備箱去除滅火器進行噴射時，它就已經開始自行啟動進行滅火了。最重要的便是它能夠快速放射滅火粒子，能夠在自燃加劇發生之前熄滅或抑止火勢。如圖1所示。

2.1具體研究內容

2.1.1汽車自燃的規律及影響因素的探究

汽車自燃是受限空間內的特殊火災現象主要研究火源的位置，起火的原因和自燃火災蔓延的條件，采用真實數據記錄和專業知識相結合，旨在揭示汽車自燃的原因和位置，從中找出控制因素。

2.1.2滅火裝置的材料分析

需要采用具有降溫和滅火效果的氣溶膠滅火器和探測器相結合。

2.1.3汽車自燃滅火系統的研究

選用氣溶膠滅火劑，利用感煙探測器和感溫探測器的感應原理，對傳統的手動滅火器進行改造，制造出理想的發動機艙自動滅火裝置，滅火裝置設計流程如圖2所示。

2.2解決的策略和方法

目前面臨的主要問題是火災發生時火勢在遮擋物條件下的早期傳播和撲救時通風導致的火勢蔓延，解決的具體方法是車艙內安裝可在第一時間檢測出煙、火的探測裝置直接在不打開車艙的條件下噴射滅火粒子。滅火劑的選擇首先要在滅火能力足夠強的情況下，對汽車的電路等不會造成損害，同時對人體也應該沒有傷害。根據現在市場上的滅火器的具體優缺點對比選用氣溶膠滅火器作為本裝置的滅火器部分。

需要強調的是本裝置的氣溶膠滅火器的啟動是自動的，所以可以把它直接安裝在易著火的部位，并連接到汽車的主電路上。把它安裝在引擎室里，該滅火器被啟用的條件是發動機艙內出現大量的煙霧。

3硬件設計

3.1探測器的選擇

采用感煙探測器。在自燃的初始階段會有大量的煙霧，當感煙探測器探測到超出限定的煙霧的濃度值時，會自動啟動滅火裝置，并立即對駕駛員發出警報。探測器選用MQ-2，電阻特性是在無煙霧，高阻值（約20K）的情況下，當傳感器檢測到大量煙霧時，MQ-2的阻值快速降低，從而導致A、B兩端電壓變小。這種類型的傳感器不僅具有普通半導體煙霧傳感器的高靈敏度、快速反應等長處，并且抗干擾能力強、壽命長，能夠長期使用，不會出現短期就需要更換的情況。

3.2單片機芯片的選擇

本裝置采用AT89C51芯片。AT89C51價格便宜、容易購買，操作簡單，速度快。使用時，程序可直接下載到AT89C51中（使用STC-ISP V39進行下載），然后MCU對指令進行執行，簡單易操作。如圖3所示。

3.3顯示模塊選擇

選用LCD1602液晶顯示。LCD1602顯示屏具有顯示質量高、數字式接口、體積小、重量輕、功耗低等優點。

3.4滅火器的選擇

氣溶膠滅火器是一種新型的滅火器，該滅火器相比其他的滅火器而言，滅火效率更高，而且對機器甚至人體都無傷害，同時對環境也不會產生任何污染。這種新型的氣溶膠滅火裝置使用時同樣的滅火效果用量較少，滅火效率高，對汽車的電路等也不會造成任何的損傷。同時氣溶膠滅火裝置的存放條件僅僅常壓固體存放就可以，所以在質量和占地面積方面都比較人性化，其中更加不言而喻的是挪動也很方便。和普通的滅火器相比，便攜式氣溶膠滅火器產品不需要進行壓力存儲，于是免卻了維護成本，同時也不存在相應的安全隱患。氣溶膠滅火器在工作時氣體的溫度會大大降低，同時滅火粒子會隨著低氣溫的氣體一同噴出，從而起到高效的滅火作用。

4系統工作流程圖展示

根據以上總結，采用氣溶膠滅火器和感煙探測器的結合，做出該系統的具體工作流程圖，如圖4所示。

5項目創新點

5.1 1+1>2

氣溶膠滅火器和煙霧探測器原本是普通的，但相結合就能達到1+1大于2的效果。本裝置結合氣溶膠滅火器和煙霧探測器的優點，把該系統放于汽車發動機前艙，可以有效地起到汽車自燃初期的探測和滅火，可以大大減少汽車自燃帶來的危害。

5.2由單一噴口到多噴口

目前市場上大量存在的固定式自動滅火裝置，主要由一個噴口組成，并且該種滅火劑的噴射距離較短，可作用的范圍較小并且作用的時間較短，容易形成二次火災。這種多噴口自動滅火裝置，噴射范圍大，滅火范圍廣，可以有效全面抑制著火和火焰的二次復燃。

6市場分析

（1）隨著人們對汽車的需求量的增大，汽車自燃事件的發生頻率也顯著提高，夏天溫度高，汽車自燃現象的發生更是頻繁，防止汽車自燃十分必要，此裝置市場需求量大，發展前景非常樂觀。

（2）現在人們的安全意識逐漸增高，對各方面的安全需求越來越大，因此行車安全也會備受關注，汽車自燃也是其中非常重要的一部分，因此市場的需求量會越來越大。

（3）裝載此裝置的汽車目前沒有進入市場，研究處于空白階段，發展空間大，市場競爭壓力大，發展前景也是一片光明。

（4）本產品價格適宜，消費者容易接受。裝置的成本比較低，利潤可觀。

7結語

本文通過對之前發生的汽車自燃和現有的自動滅火裝置的研究和分析，利用氣溶膠滅火器和探測器的結合，對汽車自燃的事件進行預防和控制。汽車自燃危害大，防范難，在汽車內增加此自動滅火裝置，能夠為汽車火災預防提供更好的服務。此裝置結構較簡單便于實現，生產成本較低有利于推廣應用，有很大的發展前景。

參考文獻

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